[发明专利]一种模拟覆盖岩层渗水的实验系统装置

摘要

一种模拟覆盖岩层渗水的实验系统装置，包括框架、降雨模拟装置、露天坑模拟装置、覆盖岩层模拟装置、渗水数据采集装置和PLC控制系统；框架上部安装降雨模拟装置和露天坑模拟装置，露天坑模拟装置底部通过法兰连接覆盖岩层模拟装置，覆盖岩层模拟装置底部通过法兰连接渗水数据采集装置；该系统装置采用传感器技术、PLC控制技术以及计算机编程技术，实现了模拟降雨、渗水分布汇集及数据采集，解决了多点、实时数据采集的技术难题，使渗水实验的效率和准确性都有了极大的改善和提高。该系统装置记录和监测整个渗水过程，实时采集相关实验数据，提高了覆盖岩层渗水实验的科学化水平。

主权项

1.一种模拟覆盖岩层渗水的实验系统装置，包括框架、降雨模拟装置、露天坑模拟装置、覆盖岩层模拟装置、渗水数据采集装置和PLC控制系统；框架上部安装降雨模拟装置和露天坑模拟装置，露天坑模拟装置底部通过法兰连接覆盖岩层模拟装置，覆盖岩层模拟装置底部通过法兰连接渗水数据采集装置；所述降雨模拟装置由管路、活接头、三通、弯头和喷头连接而成，向露天坑模拟装置内喷撒水流，管路上还设有过滤器、电动调节阀和流量传感器；所述露天坑模拟装置为2mm厚白钢制成的漏斗形汇水装置；所述覆盖岩层模拟装置由10mm厚亚克力板制成倾斜的方筒形状，内部装有覆盖岩层，正面设有刻度，侧壁设有直径为120mm的进料口和出料口，进料口和出料口外部设有带有密封胶圈的封盖；所述渗水数据采集装置包括汇水漏斗、量筒、导流管、水位传感器和水滴检测器，量筒安放于框架底座上，水滴检测器安装在汇水漏斗出口处，水位传感器安装在量筒内；所述PLC控制系统包括PLC控制器、触摸屏、工控机和操作按钮，PLC控制器接收流量传感器、水滴检测器、水位传感器信号，进行数据分析并把结果在触摸屏和工控机上进行显示，同时，PLC控制器还通过自动调节电动调节阀的开度，控制降雨模拟装置的降雨量；其特征在于，所述水滴检测器插入每个汇水漏斗内，将接线引出，外部进行密封处理；当水流流经水滴检测器时，水滴检测器发出脉冲信号并转化为4～20mA信号后由PLC控制器接收，并记录第一滴水滴信号的时间；为了避免由于水滴检测器的插入造成渗水量大时出现滞水现象，在渗水数据采集装置水滴检测器的上部和下部都设有导流管，并且上部导流管与下部导流管连通，保证水平稳流出；水滴检测器由检测电容和单片机电路组成，有水滴经过时，检测电容的电容值发生变化，每滴水滴为一个脉冲，单片机电路板将检测到的电容变化的脉冲信号转化成标准的4～20mA信号输入PLC控制系统的PLC控制器。